管道施工焊接的技术现状（一）

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　　一、概述

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　　铁路、公路、航空、水运与管道运输统称为五大运输业。管道运输是最为经济、简单的一种运输方式，特别是对于石油、成品油、天然气、矿浆和水等流体来说更为有效，其特点是经济、安全和不间断输送。由于管线运输具有运量大、距离长、成本低和安全性高等优点，因而在国际上得到迅速的发展。目前，全世界石油、天然气管道的总长度已超过230×104km，并以每年3%的速度增加。石油天然气工业的这种巨大市场，有利地促进了管线钢、焊接材料、焊接工艺及焊接设备的发展。据悉，世界范围内将建设数百条油气长输管线，长距离高压矿浆管道和大口径输入管道也迅速增加。

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　　从最初的工业管道至今，油气管线建设经历了一个多世纪的发展。早期建设的管线，离中心城市较近，地理环境和社会依托条件都较优越。如今新发现的油田大都在边远地区或地理条件恶劣的地带，如美国的普鲁德霍湾、欧洲的北海油田、俄罗斯的西伯利亚以及我国的西部油气田等。随着海上油田、极地油气田的开发，高压矿浆管道和大口径输水管道，对新时期的管道建设提出了更高的要求。目前，管道工程的发展趋势具有如下特点：

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　　(1)长距离、大口径、高压输送 由建立在流体力学基础上的设计计算可知，原油管道单位时间输送量与输送压力梯度的平方根成正比，与略大于管道直径的平方成正比。因此加大管道直径、提高管道工作压力是提高管道输送量的有力措施，同时也是管线的基本发展方向。随着管道输送压力的提高，输送用钢管也相应地迅速向高钢级发展，从X52、X60、X65到X70、X80，甚至更高级别的X100和X120。高压输送和高钢级钢管的采用，可使管道建设成本大大降低，而且管道建成后运营的经济效益更加优异。根据加拿大的统计分析，每提高一个级别，就可减少建设成本7%。但由于作用在管壁上的应力与钢管直径和内压成正比，因此管径和内压的增加要求壁厚和钢的强度增大。而壁厚和钢强度级别的增大，会导致管线钢出现断裂的几率增加，因此要求管线钢必须具有高的韧性储备。

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　　(2)高寒和腐蚀的服役环境 由于全世界对能源的需求不断增加，人们正在偏远地区寻找和开发新的油田。与此相配套的管道多是在气候恶劣、人烟稀少、地质地貌条件极其复杂的地区建设。如美国横穿阿拉斯加的管道，途经冻土地区，气温低达-70℃。前苏联1985年所建的西西伯利亚-中央输气管线，途经常年冻土区，气温低达-63℃，积雪70～90cm，在全长4451km的线路中，有959km通过沼泽，794km通过水障碍。目前，我国管道局在俄罗斯建设的远东输气管道，施工环境气温也常在-20～-60℃之间。我国建设的西气东输和已开始建设的西气东输二线，沿途要经过大片沙漠、戈壁高原、碱滩和沼泽地、地震活动断层和大落差地带。一些地区昼夜温差变化10～20℃，最大可达30℃；冬季最低温度-34℃，夏季地表最高温度可以达到70～80℃。这些严酷的地域、气候条件不但给长输管线的施工造成困难，而且对管线钢的性能，尤其是管线钢的低温韧性和韧脆转变特性提出了更高的要求。

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　　二、我国管道建设概况

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　　近几年，我国管道建设发展非常迅速。在管线的建设施工中，环焊缝焊接方法从传统的手工焊、管道下向手工焊、半自动下向焊到现在的全自动焊，管线的钢级从Q235、16Mn、L290(X42)、L360(X52)、L415(X60)、L450(X65)和L485(X70)提高到目前的L550(X80)，直径从200mm增加到1219 mm，水管线直径已超过2000 mm，壁厚从6 mm增加到30 mm，输送压力从4MPa增加到15MPa。从20世纪50年代建成的克-独100多km原油管线到现在已建成的原油管线上万公里、天然气管线近万公里、成品油管线数千公里、矿浆管线数百公里及海底管线数百公里。近几年建成管线，全国已达4万多km。如涩-宁-兰、兰-成-渝、忠-武、西气东输一线、涌-沪-宁、西部管道、港-枣和陕京复线等大型管道。计划今后几年中，西气东输三线、西气东输四线等管道工程将陆续开工，将建管线2万多km。

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　　西气东输一线管道工程是“十五”期间国家规划的特大型基础建设项目，管道横贯我国东西，主干管道全长3900km，输气规模为年输商品气170亿m3，输送压力为10.0MPa，管径为1016mm，全线采用X70级钢管，现已全线投产正常运行。已建成的西南成品油管道，管径508mm，全长2000多km，现也投产正常运行。2006年开建的川气东送天然气管线，主干管道2000多km，输送压力10.0MPa，管径1016mm，全线采用X70级管线钢。2007年开工的兰-郑-长成品油管线是我国距离最长(3000多km)、口径最大(610mm)的成品油管线。

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　　2008年2月22日已正式开工的西气东输二线管道工程是“十一五”期间国家规划的特大型基础建设和能源通道建设项目，中央非常重视。2008年2月22日开工仪式在北京隆重举行，国家主席胡锦涛同志向大会发来贺信、总理温家宝同志在开工仪式大会上向西气东输二线开工做了批示，副总理曾培炎同志到会作了重要讲话，国家发改委主任马凯同志参加了会议并讲话，中国石油天然气集团公司总经理蒋洁敏同志向大会汇报了西气东输二线的开工准备工作，中国石油天然气管道局局长苏士峰向党中央国务院和全国人民承诺要把西气东输二线工程建设成为国际一流的管道工程。

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